DE4121237A1

Electronic welding current generator for pulsed-arc welding

Abstract

The invention relates to an electronic welding current generator for pulsed arc welding, with a controllable by electrical reference variables power unit, which can be specified via electronic circuits, wherein in pulse mode (T) during the pulse phases (t ↓ p ↓) each time a higher generator pulse current (I ↓ p ↓) or a higher generator pulse voltage (U ↓ P ↓) and in each case during the basic phases (t ↓ G ↓) a lower generator base current (I ↓ G ↓) or generator base voltage (U ↓ G ↓) can be generated. Starting from the U ↓ p ↓ -I ↓ G ↓ modulation, during the pulse phases (t ↓ p ↓) the pulse voltage (U ↓ P ↓) and during the basic phases (t ↓ G ↓) the base current (I ↓ G ↓ ) regulated; during the basic phases (t ↓ G ↓), the basic voltage (U ↓ G ↓) is measured time-selectively, the measured value (E) stored and updated after each pulse period (T), the updated measured value (E) of the basic voltage (U ↓ G ↓ ) in direct proportionality to the real acting length (LL) of the arc. This updated measurement (E) is used to control the welding process by comparing the reading (E) representing the length (LL) of the arc with an arc length adjustable setpoint (SWLL) and a downstream PI controller is strengthened, with the aim of the above-mentioned management system.

DE4121237A1, drawing sheet 1
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Projected expiry passed 27 June 2011, 15.2 years ago.

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10 claims: 10 independent, 0 dependent

  1. 1
    Electronic welding current generator for the pulse arc welding, with a controllable by electrical control variables power unit, the electronic are circuits predetermined, wherein in pulse mode (T) respectively during the pulse phases (tp) A higher generator pulse current (Ip) Or a higher generator Pulse voltage (Up) And respectively during the basic phase (tG) A lower generator Basic current (IG) Or generator-base voltage (UG) Are generated, marked by following features:a) starting from the Up-IGModulation during the pulse phase (tp), The pulse voltage (Up) And during the basic phase (tG) The basic current (IGregulated)b) during the basic phase (tG) Is time-selectively the base voltage (UG) Measured, updated, the measured value (E) and stored after each pulse period (T)c) the updated measured value (E) of the basic voltage (UG) Is in direct receive proportionality to the real acting length (LL) of the arcd) the updated measured value (E) is used for the higher control of Welding process by the measured value (E) which represents the length (LL) of the arc, compared with an adjustable reference value (SWLL) for the length of the arc and is readjusted. 1. Elektronischer Schweißstrom-Generator für das Impuls-Lichtbogenschweißen, mit einem durch elektrische Führungsgrößen steuerbaren Leistungsteil, die über elektronische Schaltkreise vorgebbar sind, wobei im Pulsbetrieb (T) jeweils während der Pulsphasen (tp) ein höherer Generator-Pulsstrom (Ip) oder eine höhere Generator- Pulsspannung (Up) und jeweils während der Grundphasen (tG) ein niedrigerer Generator- Grundstrom (IG) oder Generator-Grundspannung (UG) erzeugbar sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) ausgehend von der Up-IG-Modulation werden während der Pulsphasen (tp) die Pulsspannung (Up) und während der der Grundphasen (tG) der Grundstrom (IG) geregeltb) während der Grundphasen (tG) wird zeitselektiv die Grundspannung (UG) gemessen, der Meßwert (E) gespeichert und nach jeder Pulsperiode (T) aktualisiertc) der aktualisierte Meßwert (E) der Grundspannung (UG) wird in direkter Proportionalität zur real wirkenden Länge (LL) des Lichtbogens erhaltend) der aktualisierte Meßwert (E) dient zur übergeordneten Regelung des Schweißprozesses, indem der Meßwert (E), der die Länge (LL) des Lichtbogens wiedergibt, mit einem einstellbaren Sollwert (SWLL) für die Länge des Lichtbogens verglichen und nachgeregelt wird. 1. Elektronischer Schweißstrom-Generator für das Impuls-Lichtbogenschweißen, mit einem durch elektrische Führungsgrößen steuerbaren Leistungsteil, die über elektronische Schaltkreise vorgebbar sind, wobei im Pulsbetrieb (T) jeweils während der Pulsphasen (tp) ein höherer Generator-Pulsstrom (Ip) oder eine höhere Generator- Pulsspannung (Up) und jeweils während der Grundphasen (tG) ein niedrigerer Generator- Grundstrom (IG) oder Generator-Grundspannung (UG) erzeugbar sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) ausgehend von der Up-IG-Modulation werden während der Pulsphasen (tp) die Pulsspannung (Up) und während der der Grundphasen (tG) der Grundstrom (IG) geregelt b) während der Grundphasen (tG) wird zeitselektiv die Grundspannung (UG) gemessen, der Meßwert (E) gespeichert und nach jeder Pulsperiode (T) aktualisiert c) der aktualisierte Meßwert (E) der Grundspannung (UG) wird in direkter Proportionalität zur real wirkenden Länge (LL) des Lichtbogens erhalten d) der aktualisierte Meßwert (E) dient zur übergeordneten Regelung des Schweißprozesses, indem der Meßwert (E), der die Länge (LL) des Lichtbogens wiedergibt, mit einem einstellbaren Sollwert (SWLL) für die Länge des Lichtbogens verglichen und nachgeregelt wird.
  2. 2
    Schweißstrom-Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich aus dem aktualisierten Meßwert (E) und dem Sollwert (SWLL, SWULL) ergebende Regelabweichung (±XW) einem nachgeschalteten PI-Regler aufgegeben und zur Stellgröße (±Y) verstärkt lwird, die auf die Prozeßparameter, wie Sollwerte (Up, tp, tG) inkrementierend oder dekrementierend einzuwirken im Stande ist, wobei die Eingriffsstärke (Regelfaktor) einstellbar gestaltet oder starr festlegbar ist. 2. Schweißstrom-Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich aus dem aktualisierten Meßwert (E) und dem Sollwert (SWLL, SWULL) ergebende Regelabweichung (±XW) einem nachgeschalteten PI-Regler aufgegeben und zur Stellgröße (±Y) verstärkt lwird, die auf die Prozeßparameter, wie Sollwerte (Up, tp, tG) inkrementierend oder dekrementierend einzuwirken im Stande ist, wobei die Eingriffsstärke (Regelfaktor) einstellbar gestaltet oder starr festlegbar ist. 2. Welding current generator according to claim 1, characterized in that that resulting from the updated measured value (E) and the setpoint (SWLL, SWULL) Resulting Deviation (± XW) Abandoned a downstream PI controller and the manipulated variable (± Y) strengthened lwird that the process parameters, such as target values ​​(Up, tp, tG) incrementing or decrementing act is capable of being the Of intervention (control factor) is adjustable for customization or rigidly fixed.
  3. 3
    Schweißstrom-Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Regelart "Pulsspannungserhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverkürzung" gilt:Wirksamer Sollwert Up=eingestellter Sollwert Up+ΔUp, mit Up=α · (+Y);α=Eingriffsstärke (Regelfaktor), wobei die negative Stellgröße (-Y) unterdrückt wird. 3. Schweißstrom-Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Regelart "Pulsspannungserhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverkürzung" gilt: Wirksamer Sollwert Up=eingestellter Sollwert Up+ΔUp, mit Up=α · (+Y);α=Eingriffsstärke (Regelfaktor), wobei die negative Stellgröße (-Y) unterdrückt wird. 3. Welding current generator according to claim 1 or 2, characterized in that that in the control mode "pulse voltage increase in tendency to arc shortening" applies: Effective setpoint Up= Set setpoint Up+ .DELTA.Up, WithUp= Α · (+ Y);α = level of intervention (control factor)the negative control value (Y) is suppressed.
  4. 4
    Schweißstrom-Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Regelart "Pulsspannungserhöhung und Pulszeiterhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverkürzung" gilt:Wirksamer Sollwert Up=eingestellter Sollwert Up+ΔUp Wirksamer Sollwert Utp=eingestellter Sollwert Utp+ΔUtp;mit: ΔUp=α · (+Y) ΔUtp=α1 · (+Y), wobei bezüglich ΔUp die negative Stellgröße (-Y) unterdrückt wird. 4. Schweißstrom-Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Regelart "Pulsspannungserhöhung und Pulszeiterhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverkürzung" gilt: Wirksamer Sollwert Up=eingestellter Sollwert Up+ΔUp Wirksamer Sollwert Utp=eingestellter Sollwert Utp+ΔUtp;mit: ΔUp=α · (+Y) ΔUtp=α1 · (+Y), wobei bezüglich ΔUp die negative Stellgröße (-Y) unterdrückt wird. 4. welding current generator according to claim 1 or 2, characterized in that that in the control mode "pulse voltage increase and pulse time increase in trend the arc shortening "applies:Effective setpoint Up= Set setpoint Up+ .DELTA.UpEffective setpoint Utp= Set setpoint Utp+ .DELTA.Utp;With:.DELTA.Up= Α · (+ Y).DELTA.Utp= Α1 · (+ Y)where with respect .DELTA.Up the negative control value (Y) is suppressed.
  5. 5
    Schweißstrom-Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Regelart "Pulsspannungserhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverkürzung sowie Grundzeiterhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverlängerung" gilt:Wirksamer Sollwert Up=eingestellter Sollwert Up+ΔUp Wirksamer Sollwert UtG=eingestellter Sollwert UtG+ΔUtG;wobei bedeuten: ΔUp=α · (+Y) ΔUtG=α2 · (-Y), wobei bezüglich ΔUp die negative Stellgröße (-Y) und bezüglich die positive Stellgröße (+Y) unterdrückt wird. 5. Schweißstrom-Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Regelart "Pulsspannungserhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverkürzung sowie Grundzeiterhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverlängerung" gilt: Wirksamer Sollwert Up=eingestellter Sollwert Up+ΔUp Wirksamer Sollwert UtG=eingestellter Sollwert UtG+ΔUtG;wobei bedeuten: ΔUp=α · (+Y) ΔUtG=α2 · (-Y), wobei bezüglich ΔUp die negative Stellgröße (-Y) und bezüglich die positive Stellgröße (+Y) unterdrückt wird. 5. Welding current generator according to claim 1 or 2, characterized in that that in the control mode "pulse voltage increase in tendency to arc shortening and basic time increase in tendency to arc extension "applies:Effective setpoint Up= Set setpoint Up+ .DELTA.UpEffective setpoint UtG= Set setpoint UtG+ .DELTA.UtG;where:.DELTA.Up= Α · (+ Y).DELTA.UtG= Α2 · (-Y)where with respect .DELTA.Up the negative control value (Y) and with respect to the positive Manipulated variable (+ Y) is suppressed.
  6. 6
    Schweißstrom-Generator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundspannung (UG) während der Grundphasen (tG) mittels einer Sample-and- Hold-Schaltung (3) erfaßt und gespeichert wird dergestalt, daß die Grundspannung (UG) in der Hold-Phase als Istwertsignal zur Verfügung steht. 6. Schweißstrom-Generator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundspannung (UG) während der Grundphasen (tG) mittels einer Sample-and- Hold-Schaltung ( 3 ) erfaßt und gespeichert wird dergestalt, daß die Grundspannung (UG) in der Hold-Phase als Istwertsignal zur Verfügung steht. 6. welding current generator according to any one of the preceding claims, characterized, that the base voltage (UG) During the basic phase (tG) By means of a sample-and- Hold circuit (3is) detected and stored in such a way that the basic voltage (UG) in the hold phase is available as a feedback signal.
  7. 7
    Schweißstrom-Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sample-Signal bei sinkender Meßspannung sowdeit verzögert aufgeschaltet und bei steigender Meßspannung sofort ausgeschaltet wird, so daß nur der waagerechte Ast der Grundspannung (UG) erfaßt wird. 7. Schweißstrom-Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sample-Signal bei sinkender Meßspannung sowdeit verzögert aufgeschaltet und bei steigender Meßspannung sofort ausgeschaltet wird, so daß nur der waagerechte Ast der Grundspannung (UG) erfaßt wird. 7. Welding current generator according to claim 6, characterized in that that the sample signal switched delayed with decreasing measuring voltage and sowdeit off with rising test voltage immediately, so that only the horizontal branch the base voltage (UG) Is detected.
  8. 8
    Schweißstrom-Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (UG) der Sample-and-Hold-Schaltung (3) als direktes Maß für die Länge (LL) des Lichtbogens dem Eingang eines PI-Reglers (5) aufgegeben wird, dem die Lichtbogenlänge als vorgebbarer Sollwert (SWLL) zugeführt wird, wobei die Stellgröße (±Y) des PI-Reglers einem Schalter (9, 9′, 9′′) aufgegeben wird zur Einstellung der Regelart, und daß die Regelart aus je einem Additionsschaltkreis (11, 11′, 11′′) gebildet ist, dem die Stellgröße (±Y) sowie die Istgröße zugeführt ist und dessen Ausgangsgröße den neuen Sollwert bildet, der dem Leistungsteil zugeführt wird. 8. Schweißstrom-Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (UG) der Sample-and-Hold-Schaltung ( 3 ) als direktes Maß für die Länge (LL) des Lichtbogens dem Eingang eines PI-Reglers ( 5 ) aufgegeben wird, dem die Lichtbogenlänge als vorgebbarer Sollwert (SWLL) zugeführt wird, wobei die Stellgröße (±Y) des PI-Reglers einem Schalter ( 9, 9 , 9 ) aufgegeben wird zur Einstellung der Regelart, und daß die Regelart aus je einem Additionsschaltkreis ( 11, 11 , 11 ) gebildet ist, dem die Stellgröße (±Y) sowie die Istgröße zugeführt ist und dessen Ausgangsgröße den neuen Sollwert bildet, der dem Leistungsteil zugeführt wird. 8. welding current generator according to claim 6, characterized in that that the output signal (UG) Of the sample and hold (3) As a direct measure of the length (LL) of the arc to the input of a PI controller (5) Is applied, the arc length is supplied as a predefinable setpoint (SWLL), wherein the Manipulated variable (± Y) of the PI controller a switch (9, 9 ', 9' ') Is applied to adjust the type of control, and that the type of control of one addition circuit (11, 11 ', 11 ''is) formed, the manipulated variable (± Y) and the actual value is supplied and the output of which forms the new setpoint, which is supplied to the power unit becomes.
  9. 9
    Schweißstrom-Generator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße (±Y) nach Bildung eines Mittelwertes einem Grenzwertmelder (12) und einem Anzeigegerät (17) zugeführt wird, welches eine Nullabweichung in beiden Richtungen anzuzeigen im Stande ist. 9. Schweißstrom-Generator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße (±Y) nach Bildung eines Mittelwertes einem Grenzwertmelder ( 12 ) und einem Anzeigegerät ( 17 ) zugeführt wird, welches eine Nullabweichung in beiden Richtungen anzuzeigen im Stande ist. 9. Welding current generator according to any one of the preceding claims, characterized, that the manipulated variable (± Y) by forming an average value a limit indicator (12) and a display device (17) Is fed, which has a zero deviation in both Directions display is capable of.
  10. 10
    Schweißstrom-Generator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwertmelder (12) einen einstellbaren Grenzsollwert aufweist und nur während des Schweißprozesses freigegeben ist. 10. Schweißstrom-Generator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwertmelder ( 12 ) einen einstellbaren Grenzsollwert aufweist und nur während des Schweißprozesses freigegeben ist. 10. Welding current generator according to claim 9, characterized in that that the limit monitors (12) Having an adjustable trip setpoint and only is released during the welding process.
Independent claims10